Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики icon

Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики



НазваниеТомилин А. К. Основы обобщенной электродинамики
Дата конвертации26.06.2012
Размер145 Kb.
ТипКнига

Томилин А.К.

Основы обобщенной электродинамики.


2009. - 129 с.: ил.


В монографии приведены и проанализированы исторические эксперименты Ампера и современных авторов, подтверждающие физическое проявление про- дольного электромагнитного взаимодействия. Получен обобщенный закон, включающий поперечную и продольную компоненты магнитной силы. Исследованы энергетические соотношения в электродинамике. Построена теория, учитывающая как вихревую, так и потенциальную природу электромагнитного поля. Показано, что, кроме поперечных, физически содержательными являются также и продольные электромагнитные волны. Затрагиваются некоторые фундаментальные вопросы естествознания, связанные с организацией материи.

Книга рассчитана на научных работников, инженеров, преподавателей, аспирантов и студентов.


 Томилин А.К., 2009


Содержание


Предисловие к электронному изданию…………………….……………….4

Предисловие автора…………………………………………………………..5

Введение………………………………………………………………...……..7

I. Обобщенная магнитостатика

1. Проблема электромагнитного взаимодействия………………………….9

2. Теоретические основы обобщенной магнитостатики………………….17

3. Магнитное поле прямолинейного тока……………………………….....20

4. Обобщенный закон электромагнитного взаимодействия……………...27

5. Замечание о понятии «магнитное поле»………………………………...34

6. Скалярное магнитное поле электрических систем……………………..38

7. Воздействие магнитного поля на вещество……………………………..50

8. Эксперименты и природные явления……………………………………52

^ II. Обобщенная электродинамика

9. Электронная теория………………………………………………………61

10.Безвихревая электромагнитная индукция….……………………………64

11.Система дифференциальных уравнений обобщенной
электродинамики………………………………………………………….74

12.Обобщенный закон сохранения энергии электромагнитного поля…...78

13.Граничные условия……………………………………………………….79

14.Симметрия и инвариантность……………………………………………83

III. Обобщенная теория электромагнитного поля

15.Волновые уравнения……………………………………………………...93

16.Продольные электромагнитные волны………………………………….95

17.Продольные эл-магн. волны в квантовой электродинамике ….……...104

18.Квазистационарное электромагнитное поле…………………….…….106

19.Электромагнитные волны в диэлектрике……………………….……...109

20.Плоские электромагнитные волны в диэлектрической среде……...…110

21.Распространение эл-магн. волн в электропроводной среде …..…...…113

Заключение………………………………………………...
……………117

Литература………………………………………………………….…...125


…………………………………………………………………………………………………..


^ 8. Эксперименты и природные явления


Cокращенно (vev).

Полный текст http://www.spbstu.ru/public/m_v/N_017/Tomilin_01.pdf


В публикациях Николаева Г.В. [16-17] описано несколько десятков экспериментов и устройств, в которых проявляется продольная магнитная сила. Приведем несколько новых экспериментов, однозначно подтверждающих гипотезу о существовании продольного электромагнитного взаимодействия.

В первом эксперименте Томилина А.К. и Асылканова Г.Е. [28] изучается движение прямолинейного проводника с током в поле магнита Николаева (МН). Над разрезом МН при помощи непроводящих нитей подвешивается прямолинейный электропроводный немагнитный (медный) прямолинейный стержень (рис. 33а). К его середине, расположенной над центром магнита, подводится гибкий проводник, соединенный с одним из полюсов постоянного источника тока.


j


N


j j

S


Рис. 33а


N

F *

F *



j


H *

j

H *


S


Рис. 33б


Оба конца подвешенного проводника соединяются с другим полюсом источника тока. Гибкие проводники, подведенные к концам медного стерж- ня, располагаются по его продолжению. При этом горизонтальный линейный проводник значительно длиннее диаметра МН. В левой и правой частях под- вешенного проводника текут взаимно противоположные токи. При замыкании цепи проводник движется вдоль разрезов магнита, т.е. вдоль токов, текущих в нем. Так как система в момент включения тока была симметричной, остается предположить, что на одной половине проводника возникает сила направленная по току, а на другой против тока. Этот результат совпадает с выводом, вытекающим из предложенной теории, и подтверждает гипотезу о существовании продольной магнитной силы. На рис. 33б показаны действующие на проводник продольные силы с учетом направления токов и знаков СМП, наблюдаемое в эксперименте движение проводника происходит именно в этом направлении.

Заметим, что в случае, изображенном на рис. 33, на вертикально распо-

ложенный проводник действует поперечная сила Ампера. Нетрудно опреде-

лить, что она направлена противоположно силе

F * , то есть она противодей-

ствует наблюдаемому движению проводника. Следовательно, поперечная си- ла, действующая на вертикальный проводник, не является причиной наблю- даемого движения. Кстати, эта поперечная сила довольно мала, так как обычное магнитное поле, создаваемое на оси МН его половинками, вблизи поверхности магнита компенсируется.

Аналогичный эксперимент можно провести с использованием двух пло- ских магнитов (рис. 34а). СМП такой магнитостатической системы изобра- жено на рис. 23. Магниты следует несколько раздвинуть, чтобы в простран- стве между ними векторные магнитные поля компенсировались, и дейст- вующая на вертикальный провод поперечная сила была минимальной.


j

S


j N j


Рис. 34а


Следующий эксперимент с магнитной парой представлен на рис. 34б. Линейный проводник с однонаправленным током подвешивается на нитях над торцевым разрезом магнитной пары. При пропускании по проводнику тока, он совершает продольное движение. С изменением направления тока в проводнике направление его движения изменяется на противоположное. Ин- тересно заметить, что при повороте магнитной пары вокруг вертикальной оси y на 1800 направление движения проводника при том же направлении тока в нем не изменяется. Это происходит, потому что знак СМП, созданного маг- нитами в области проводника, при таком их повороте сохраняется. Чтобы изменить знак СМП, магнитную пару следует повернуть вокруг одной из

центральных горизонтальных осей x или y.


y y

F * F *


j j

S x N S z


N


z x


б) в)

Рис. 34


Если повернуть магнитную пару вокруг вертикальной оси на 900, так, чтобы проводник оказался в плоскости yz (рис. 34в), при том же направлении тока в нем, он движется в обратном направлении (на рисунке против тока). Это объясняется тем, что магниты имеют определенную толщину, поэтому каждый из них следует моделировать двумя параллельными контурами. Это

приводит к образованию на каждом торце магнитной пары СМП сложной конфигурации, включающей положительную и отрицательную компоненты (рис. 34.г). В случае, представленном на рис. 34в проводник находится в области отрицательного СМП.



Н *

y

Н *


Н *






N S z


x


Рис. 34 г


Второй эксперимент Томилина А.К. и Асылканова Г.Е. [28]. Над маг- нитом Николаева подвешивается тонкое кольцо из немагнитного металла (рис. 35а). Точки, расположенные на диаметре, перпендикулярном к линии разреза, соединяются с противоположными полюсами источника тока. При замыкании цепи по кольцу текут полукольцевые токи. При этом кольцо при- ходит во вращательное движение в своей плоскости. Если подводка тока осуществляется при помощи гибких проводников, закрепленных на кольце, то эффект можно наблюдать только при кратковременном замыкании цепи.





j

j j j

N


S

F *

N


H *


S


H *


F *




а) б)

Рис. 35


На рис. 35б видно, что за счет продольного электромагнитного взаимо- действия создается пара сил, приводящая кольцо во вращение. Если обеспе- чить электрический контакт при помощи щеток, то кольцо будет вращаться. В этом случае полностью исключается передача кольцу импульсов попереч- ных сил, действующих на подводящие проводники при любом их располо- жении. Эта идея использована нами для создания электродвигателя (генера- тора) нового типа с использованием продольного электромагнитного взаимо- действия.

Принципиальная схема генератора (эксперимент Томилина А.К. и Ту- пицына О.В. [28]) представлена на рис. 36.


N N


S S


Рис. 36


В качестве индукторов используются два магнита Николаева. Магниты устанавливаются и закрепляются в коллинеарных плоскостях, линии распи- лов располагаются параллельно друг другу. Между магнитами коллинеарно их плоскостям располагается ротор, представляющий собой диск, изготов- ленный из диэлектрического материала с электропроводным немагнитным ободом. Обод контактирует со щетками, расположенными в диаметрально противоположных точках на линии, перпендикулярно скрещивающейся с линиями распилов МН. Щетки соединяются с прибором, регистрирующим электрический ток (микроамперметр, осциллограф).

При вращении ротора вокруг своей оси прибор регистрирует постоян- ный ток. В проведенном эксперименте медное кольцо вращалось со скоро- стью 2700 об/мин., при этом регистрировался постоянный ток в 10 мкА.

Принципиальное отличие этого генератора от существующих заключа- ется в том, что здесь не применим обычный закон электромагнитной индук- ции, так как при вращении ротора вокруг оси, перпендикулярной его плоско- сти, поток магнитной индукции, пересекающий проводящий обод, не изме- няется. Этот же принцип можно использовать для создания электродвигате- ля, работающего на основе продольного электромагнитного взаимодействия.

Эксперимент Томилина А.К. и Смагулова А.Е. [28]. В Ш-образную стеклянную трубку, заливается электропроводная жидкость – ртуть. Средний электрод соединяется с положительным полюсом источника постоянного то- ка, а крайние подводятся к отрицательному полюсу. Плоские прямоуголь- ные магниты устанавливаются в горизонтальной плоскости симметрично относительно середины трубки (рис. 37а). При проведении эксперимента ис- пользовались постоянные магниты, изготовленные из сплава «Железо- Неодим-Бор», создающие сильное магнитное поле.

N



*
F j j


h H *


j N B

S

S j


F *


H *



а) б)

Рис. 37


До замыкания электрической цепи мениски ртути во всех вертикальных трубках находятся на одинаковом уровне. При замыкании цепи уровень ртути в вертикальных трубках сосуда резко изменяется. В случае располо- жения магнитов как показано на рис. 37, в правой трубке мениск поднимает- ся, а в левой – опускается. Если при том же расположении магнитов изме- нить полярность всех электродов на противоположную, наблюдается обрат- ный эффект. В отсутствие магнитов при пропускании тока ртутные мениски остаются на одном уровне.

Попытаемся объяснить этот эффект действием обычной поперечной си- лы Ампера на ртуть в горизонтальной трубке. Действительно, такая сила возникает за счет взаимодействия вертикальной составляющей тока (она имеется в основании средней вертикальной трубки) с горизонтальной состав-

ляющей магнитной индукции. Горизонтальная составляющая вектора ^ B изо- бражена на рис. 33б с учетом направления токов, моделирующих магниты. В таком случае сила Ампера направлена в левую сторону, что должно при- вести к поднятию ртути в левой трубке и опусканию – в правой. В экспери- менте же при расположении магнитов как показано на рис. 37 наблюдается противоположный эффект. Следовательно, объяснить результат опыта, опе- рируя обычной поперечной силой Ампера невозможно.

Этот эксперимент можно использовать для оценки величины индукции

СМП В*. Измерив разность высот ртути в крайних трубках (в нашем экспе-

рименте

h  0,01м ), не трудно определить объем

1 Sh

поднятого столба

жидкости (S площадь поперечного сечения трубки), а затем и силу тяжести

g1

ртути, находящейся в нем. Ее следует приравнять продольной магнит-

ной силе, действующей на объем ртути в горизонтальной трубке 2 :

*
jВ  2 g1 . (8.1)

При этом

2 Sl , где l - длина горизонтального участка трубки, на ко-

тором действует СМП. Поскольку действующее СМП неоднородно, это рас- стояние можно определить лишь оценочно. В проведенном эксперименте

принято

l  0,025 м,

S 5 105

м2. Из формулы (8.1) получим:



B*

gSh , (8.2)

Jl



где

JjS

- сила тока, пропускаемого в ртути ( J  2 А). Оценочные расчеты

привели к результату:

B* 1,35 Тл












Похожие:

Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconГ. В. Экспериментальные парадоксы электродинамики. Экспериментальные парадоксы электродинамики. Опыты 1-10
«парадоксальных» явлений электромагнетизма. Ниже дается описание обнаруживаемых в многочисленных экспериментах «странных» магнитных...
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconРаспоряжение Правительства РФ от 29 октября 2009 г. N 1578-р (с изменениями от 8 сентября 2010 г.)
Основы религиозных культур и светской этики, включающего основы православной культуры, основы исламской культуры, основы буддийской...
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconЧто будут изучать ваши дети? Учебный курс «Основы религиозных культур и светской этики»
Учебный курс «Основы религиозных культур и светской этики» состоит из 6 модулей: основы православной культуры, основы исламской культуры,...
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики icon39 Зарубежные концепции журналистики (это то, что нам давала Быкова)
В зарубежной науке существует ряд концепций взаимодействия прессы, полит институтов и процессов. В обобщенной форме они могут быть...
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconДокументы
1. /Конспект по курсу электродинамики.doc
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconТеоретические основы инженерной геологии
Теоретические основы инженерной геологии. Механико-математические основы/Под ред акад. Е. М. Сергеева.— М.: Недра, 1986. 254 с.,...
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconГустенков П. А. (Санкт-Петербург, ргпу им. А. И. Герцена) Штейн Б. М
«на кончике пера». В этом конструировании показательными являются два следующих примера из электродинамики
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconТест по теме «Основы логики и логические основы компьютера»
Электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию – это …
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconИнформация для родителей об особенностях курса «Основы религиозных культур и светской этики» в 2011 – 2012 учебном году Организационно-управленческие основы введения нового комплексного учебного курса «Основы религиозных культур и светской этики»
Организационно-управленческие основы введения нового комплексного учебного курса «Основы религиозных культур и светской этики»
Томилин А. К. Основы обобщенной электродинамики iconДокументы
1. /21.ОСНОВЫ КОММУНИСТИЧЕСКОЙ ИДЕОЛОГИИ И СОВРЕМЕННОСТЬ (Word)/Введение.doc
2....

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов